理論是灰色的，實踐之樹長青🌲 ——恩格斯
概要
一般當用戶需要把數據發送至網絡的時候，有三種方式可以實現：
- 直接I/O
- 內存映射文件
- 零拷貝（Zero Copy）
零拷貝（Zero Copy）是提升IO效率的一大利器，一般爲了讓傳輸效率更高一些會採用零拷貝的方式來提升效率！
直接I/O
僞代碼如下：
fd1 = 打開的文件描述符
fd2 = 打開的socket描述符
buffer = 應用程序內存
read（fd1， buffer...） //先把數據從文件中讀出來
write（fd2， buffer...) //再通過網絡發送出去
根據直接IO的數據傳輸方式，可以得出如下示意圖：
整個過程會有四次數據拷貝，讀進來兩次寫回去又兩次。
磁盤 - > 內核緩衝區 -> 應用程序內存 -> Socket緩衝區 -> 網絡
內存映射文件
僞代碼如下：
fd1 = 文件描述符
fd2 = 打開的socket描述符
buffer = 應用程序內存
mmap（fd1， buffer...) //將磁盤數據映射到buffer
write（fd2， buffer...) //通過網絡發送出去
根據內存映射文件的數據傳輸方式，可以得出如下示意圖：
整個過程會有三次數據拷貝，不再經過應用程序內存，直接在內核中將內存緩衝區數據拷貝至Socket緩衝區。
⚠️注意：這裏分清楚拷貝和映射的區別。
拷貝：把數據從一塊空間複製到另一塊空間；
映射：相當於只是持有該數據區域的一個引用（地址），數據本身只有一份；
零拷貝
如果使用零拷貝，則內核緩衝區到Socket緩衝區的數據拷貝也省略了。
在零拷貝中，內核緩衝區和Socket緩衝區之間並沒有做數據拷貝，只是一個地址映射，底層的網卡驅動程序要讀取數據併發送到網絡時，看似讀取的是Socket緩衝區的數據，實際上讀取的是 內核緩衝區的數據。
在這裏，我們看到雖然叫零拷貝，實際是2次數據拷貝，1次是從磁 盤到內核緩衝區，1次是從內核緩衝區到網絡。之所以叫零拷貝，是從 內存的角度來看的，數據在內存中沒有發生過數據拷貝，只在內存和 I/O之間傳輸。
在Linux系統中，零拷貝的系統API爲：
sendfile（int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count)
// out_fd: socket描述符
// in_fd: 文件描述符
總結
對於把文件數據發送到網絡的這個場景，分析數據拷貝和內存拷貝的次數。
| 數據拷貝 | 內存拷貝 | |
|---|---|---|
| 直接IO | 4次 | 2次 |
| 內存映射文件 | 3次 | 1次 |
| 零拷貝 | 2次 | 0次 |